РАЗВИТИЕ НЕКОТОРЫХ СОПУТСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ С ГАЗОВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ IV ПОКОЛЕНИЯ

Высокотемпературные ядерные реакторы с газовым теплоносителем имеют некоторые преимущества перед легководяными и тяжеловодными ядерными реакторами для генерации энергии и применении в отраслях промышленности, где необходима низкопотенциальная и высокопотенциальная теплота. Для проектирования и внедрения реакторных установок данного типа необходимо развитие соответствующих технологий. К таким технологиям относится производство графита ядерной чистоты, нанесение пироуглеродного защитного покрытия микротвэлов, производство гелия.

В Институте газа НАН Украины проведен цикл научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в этом направлении. Результаты исследований позволяют создать энергоэффективную и экологически чистую технологию очистки графита до высоких степеней чистоты. В реакторах с электротермическим псевдоожиженным слоем проведены исследования по нанесению пироуглеродного покрытия на модель микротвэла. Получены материал с широким спектром содержания пироуглерода (от 2 до 97 %мас.). Разработанная криогенная технология получения гелиевого концентрата из природного газа. Для продолжения исследований в направлении развития сопутствующих технологий ядерных реакторов с газовым теплоносителем создается международный консорциум для подачи заявок для участия в грантовых программах EVRATOM и Horizon 2020.

1. IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, Maycock, M. Tignor, and T. Waterfield (eds.)]. World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, 32 p.

2. Крикорян Ш. На КС-24 в Катовице МАГАТЭ подчеркнуло роль ядерной энергетики и инструментов энергетического планирования в обеспечении устойчивой урбанизации / Официальный сайт МАГАТЭ. 07.12.2018. https://www.iaea.org/ru/newscenter/news/na-ks-24-v-katovice-magate-podcherknulo-rol-yadernoy-energetiki-i-instrumentov-energeticheskogo-planirovaniya-v-obespechenii-ustoychivoy-urbanizacii?fbclid=IwAR3P23YqWvz71EsNMGpU6G2xrHKrFHstWqaP2guGAQvfe9tWdKZhJlwuJlc

3. Али Афрадех, Мохамад Баяр Гофрани Газотурбинная установка с высокотемпературным газоохлаждаемым ядерным реактором // Газотурбинные технологии. 2010. № 3. С. 18–21.

4. Technology Roadmap Updatefor Generation IV Nuclear Energy Systems / Issued by the OECD Nuclear Energy Agency for the Generation IV International Forum. January 2014. 64 p.

5. Комир А.И. Графит как конструкционный материал ядерних энерегетических систем IV поколения / А.И. Комир, Н.П. Одейчук, А.А. Николаенко, В.И. Ткаченко, В.А. Деревянко, О.В. Кривченко, А.Г. Шепелев // Вопросы атомной науки и техники. 2016. №1(101). С. 51–55.

6. Воеводин В.Н. Углерод-графитовые материалы в ядерной энергетике (обзор) / В.Н. Воеводин, Ю.А. Грибанов, В.А. Гурин, И.В. Гурин, В.В. Гуйда // Вопросы атомной науки и техники. 2015. №2. С. 52-64.

7. Семейко К.В. Перспективы использования микротвэлов в атомной энергетике / Энергетика и ТЭК. 2015. № 7/8. С. 14 – 16.

8. Дмитриев С.М. Атомные газотурбинные установки. Учеб. пособие. Нижненовгородский государственный технический университет им. Р.В. Алексеева. Изд.2-е, исправленное. Нижний Новгород 2012. – 144с.

9. Пат. 117157 Україна, МПК B01J 8/18(2006.01), B01J 8/42(2006.01), B01J 19/14(2006.01), C01B 33/021(2006.01), C01B 33/021(2006.01), C30B 25/10(2006.01), C30B 28/14(2006.01), C30B 31/12(2006.01). Реактор для високотемпературних процесів у псевдозрідженому шарі / К.В. Сімейко, Б.І. Бондаренко, О.П. Кожан, В.М. Дмітрієв; заявник і патентовласник: Інститут газу НАН України. – № a201506499; заявл. 01.07.2015; опубл. 26.06.2017, Бюл. № 12. – 8 с.

10. Пат. 83147 Україна, МПК C10G 9/32 (2006.01). Реактор для піролізу газоподібних вуглеводнів / В.О. Богомолов, Б.І. Бондаренко, О.П. Кожан, К.В. Сімейко; заявник і патентовласник: Інститут газу НАН України. – № u201303318; заявл. 18.03.2013. опубл. 27.08.2013, Бюл.№16. – 7 с.

11. Пат. 86131 Україна, МПК (2013.01) B01J 8/18(2006.01), B01J 12/00. Реактор для високотемпературних процесів / В.О. Богомолов, Б.І. Бондаренко, О.П. Кожан, К.В. Сімейко; заявник і патентовласник: Інститут газу НАН України. – № u201309320; заявл. 25.07.2013; опубл. 10.12.2013, Бюл. №23. – 7 с.

12. Богомолов В.А. Капсулирование кварцевого песка пироуглеродом в электротермическом псевдоожиженом слое / В.А. Богомолов, А.П. Кожан, Б.И. Бондаренко, А.И. Ховавко, К.В. Семейко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2013. – № 5. – С. 36–40.

13. Семейко К.В. Исследование характеристик и свойств пироуглеродных покрытий / К.В. Семейко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2018. – № 1. – С. 37 – 43.

14. Рішення про видачу патенту України № 4612/ЗУ/19 від 19.02.2019 за заявкою № u 2018 12397. Мікротвел ядерного реактору / К.В. Сімейко, О.Г. Глинських, О.П. Кожан, В.М. Дмітрієв, М.А. Сидоренко; заявл. 13.12.2018.

15. Русинкевич А.А. Термодинамические эффекты в переносе продуктов деления в микротопливе при глубоких выгораниях: дис. … канд. техн. наук: 05.14.03 / Русинкевич Андрей Александрович. – М. – 2016. – 135 с.

16. Годин Ю.Г. Карбидное ядерное топливо / Ю.Г. Годин, А.В. Тенишев // Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2007. – 68 с.

17. Семейко К.В. Теплофизический анализ процесса получения карбида урана с использованием технологии электротермического псевдоожиженного слоя / Вестник Национального ядерного центра Республики Казахстан. – 2018. – Выпуск 3 (75). – С. 111–116.

18. Онопа Л.Р. Извлечение гелиевого концентрата на ГРС и газовых месторождениях / Л.Р. Онопа, А.И. Пятничко, Г.В. Жук, Ю.В. Иванов // Технические газы. – 2015. Т.16, №4. – С. 43-50.

19. Рішення про видачу патенту України № 4123/ЗУ/19 від 14.02.2019 за заявкою № u 2018 11907. Спосіб одержання карбіду кремнію / К.В. Сімейко, Б.І. Бондаренко, В.А. Бородуля, Л.М. Виноградов, А.Ж. Гребеньков, О.П. Кожан, В.М. Дмітрієв, В.С. Рябчук, М.А. Сидоренко, І.О. Писаренко; заявл. 3.12.2018.

20. Ключников А.А. Радиоактивные отходы АЭС и методы обращения с ними. / А.А. Ключников, Э.М. Пазухин, Ю.М. Шигера, В.Ю. Шигера // Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, 2005. – 487 с.

21. Гурин И.В. О возможности использования пироуглеродной матрицы для обратимой иммобилизации радиоактивных отходов / И.В. Гурин, В.А. Гурин, С.Ю. Саенко, В.В. Гуйда, Е.В. Гурина // Вопросы атомной науки и техники. 2013. №5 (87). – С. 74-78.

22. Рішення про видачу патенту України ;7966/ЗУ/19 від 02.04.2019 за заявкою № u 2018 12787. Спосіб іммобілізації радіоактивних відходів / К.В. Сімейко, С.В. Купріянчук, Ю.М. Степаненко, О.П. Кожан, В.М. Дмітрієв, І.О. Писаренко, М.А. Сидоренко, Я.О. Івачкін, О.В. Марасін, Р.Є. Чумак; заявл. 22.12.2018.

23. Мауричева Т. С. Количественная оценка поступления радионуклидов в окружающую среду при работе угольных ТЭЦ (на примере ТЭЦ-1 г. Северодвинска) // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва. 2007. – 20 с.

24. Исхаков Х. А., Счастливцев Е. Л., Кондратенко Ю. А., Лесина М. Л. Радиоактивность углей и золы // Кокс и химия. 2010. № 5. С. 41-45.

25. Mehade Hasan M. Natural Radioactivity of Feed Coal and Its byproducts in Barapukuria 2×125 MW Coal Fired Thermal Power Plant, Dinajpur, Bangladesh / M. Mehade Hasan, M. I. Ali, D. Paul, M. A. Haydar, M.A. Islam // Journal of Applied Physics. 2014. Vol. 5, № 6. – P. 32–38.